吡咯類(lèi)離子液體及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種吡咯類(lèi)離子液體，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：其中，R為碳原子數(shù)為1～4的烷基，Y-為CF3SO3-或CF3CO2-，該吡咯類(lèi)離子液體在室溫或接近室溫的條件下完全由離子組成，電導(dǎo)率高、熔點(diǎn)低、電化學(xué)窗口寬、不揮發(fā)、不可燃、熱穩(wěn)定性好且不含有鹵素雜質(zhì)無(wú)毒，從而可以應(yīng)用在制造高比容量的超級(jí)電容器或鋰離子電池領(lǐng)域。此外，本發(fā)明還涉及該吡咯類(lèi)離子液體的制備方法及其應(yīng)用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】吡咯類(lèi)離子液體及其制備方法和應(yīng)用
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋰離子電池電解液領(lǐng)域，尤其涉及一種吡咯類(lèi)離子液體及其制備方法，同時(shí)還涉及一種使用該吡咯類(lèi)離子液體的電解液及其配制方法和鋰離子電池。
【【背景技術(shù)】】
[0002]鋰離子電池具有容量高、無(wú)記憶效應(yīng)、體積小、重量輕和無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。同等規(guī)格容量的磷酸鐵鋰電池的體積是鉛酸電池體積的三分之二，重量是鉛酸電池的三分之一。因而被廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域、移動(dòng)通訊裝置、計(jì)算機(jī)、以及電動(dòng)汽車(chē)等。鋰離子電池的所存儲(chǔ)的能量隨電壓的升高而增大，因而，提高所施加的電壓可以大幅度提高鋰離子電池的比能量。
[0003]然而，采用兩步法制備的離子液體不可避免的都會(huì)引入鹵素元素，這些鹵素雜質(zhì)離子會(huì)導(dǎo)致離子液體的穩(wěn)定性降低，熔點(diǎn)升高和電化學(xué)窗口變窄等缺點(diǎn)，從而不利于其應(yīng)用于鋰離子電池的電解液。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004]基于此，有必要提供一種不含鹵素元素的吡咯類(lèi)離子液體及其制備方法。
[0005]一種吡咯類(lèi)離子液體，化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下:
[0006]
【權(quán)利要求】
1.一種吡咯類(lèi)離子液體，其特征在于，化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下:
2.一種吡咯類(lèi)離子液體的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 在惰性氣氛保護(hù)下，將N-甲基吡咯烷與烷基化試劑RY按摩爾比1:廣1.2:1添加在有機(jī)溶劑中，所述有機(jī)溶劑與所述N-甲基吡咯烷的質(zhì)量比為0.8: f 1.4:1，在溫度為500C~90°C條件下攪拌反應(yīng)5小時(shí)~30小時(shí)，然后除去過(guò)量的所述N-甲基吡咯烷和所述有機(jī)溶劑，收集無(wú)色液體，洗滌后，真空干燥得到吡咯類(lèi)離子液體，其中，所述烷基化試劑RY為三氟甲磺酸甲酯、三氟甲磺酸乙酯、三氟甲磺酸丙酯、三氟甲磺酸丁酯、三氟乙酸甲酯、三氟乙酸乙酯、三氟乙酸丙酯或三氟乙酸丁酯，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下:
3.如權(quán)利要求2所述的吡咯類(lèi)離子液體的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為氯仿、四氫呋喃或乙腈。
4.如權(quán)利要求2所述的吡咯類(lèi)離子液體的制備方法，其特征在于，步驟除去過(guò)量的所述N-甲基吡咯烷和所述有機(jī)溶劑具體為:通過(guò)減壓蒸餾的方式除去過(guò)量的N-甲基吡咯烷和所述有機(jī)溶劑，所述減壓蒸餾的條件為溫度為80°C~150°C，壓強(qiáng)為0.1Pa~5Pa。
5.如權(quán)利要求2所述的吡咯類(lèi)離子液體的制備方法，其特征在于，所述真空干燥的步驟具體為，真空干燥的溫度為60V~100°C，真空度為0.01MPa0
6.一種電解液，其特征在于，包括吡咯類(lèi)離子液體、鋰鹽及有機(jī)溶劑， 其中，所述吡咯類(lèi)離子液體的結(jié)構(gòu)式如下:
7.如權(quán)利要求6所述的電解液，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二甲酯的混合溶液，其中，所述碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯與碳酸二甲酯的體積比為I ~3:3 ~6:1 ο
8.如權(quán)利要求6所述的電解液，其特征在于，所述鋰鹽為四氟硼酸鋰，六氟磷酸鋰，三氟甲磺酸鋰或二(三氟甲基磺酰)亞胺鋰。
9.一種電解液的配制方法，其特征在于，包括如下步驟: 在惰性氣氛保護(hù)下，取碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯與碳酸二甲酯的按體積比為I~3:3~6:1混合作為有機(jī)溶劑，按所述吡咯類(lèi)離子液體與所述有機(jī)溶劑的質(zhì)量比范圍為的比例向所述有機(jī)溶劑中加入吡咯類(lèi)離子液體，在溫度為20°C~50°C條件下攪拌混合均勻，然后加入鋰鹽，所述鋰鹽為四氟硼酸鋰，六氟磷酸鋰，三氟甲磺酸鋰或二(三氟甲基磺酰)亞胺鋰，所述鋰鹽與所述有機(jī)溶劑的質(zhì)量比范圍為1:20~1:10，得到所述電解液，其中，所述吡咯類(lèi)離子液體的結(jié)構(gòu)式如下:

10.—種鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池的電解液中包括具有如下結(jié)構(gòu)的離子液體:
【文檔編號(hào)】C07D295/037GK103833677SQ201210486689
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月26日
【發(fā)明者】周明杰, 劉大喜, 袁新生, 王要兵 申請(qǐng)人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司